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《功和機械能》複習提綱整理

《功和機械能》複習提綱整理

一、功

1.力學裡所說的功包括兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上透過的距離。

2.不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。

鞏固:☆某同學踢足球,球離腳後飛出10m遠,足球飛出10m的過程中人不做功。(原因是足球靠慣性飛出)。

3.力學裡規定:功等於力跟物體在力的方向上透過的距離的乘積。公式:W=FS。

4.功的單位:焦耳,1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m,做的功大約是0.5J。

5.應用功的公式注意:①分清哪個力對物體做功,計算時F就是這個力;②公式中S一定是在力的方向上透過的距離,強調對應。③功的單位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘積(牛·米,不能寫成“焦”)單位搞混。

二、功的原理

1.內容:使用機械時,人們所做的功,都不會少於直接用手所做的功;即:使用任何機械都不省功。

2.說明:(請注意理想情況功的原理可以如何表述?)

①功的原理是一個普遍的結論,對於任何機械都適用。

②功的原理告訴我們:使用機械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機械是沒有的。

③使用機械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。

④我們做題遇到的多是理想機械(忽略摩擦和機械本身的重力)理想機械:使用機械時,人們所做的功(FS)=直接用手對重物所做的功(Gh)。

3.應用:斜面

①理想斜面:斜面光滑;

②理想斜面遵從功的原理;

③理想斜面公式:FL=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長;G:物重;h:斜面高度。

如果斜面與物體間的摩擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就大於直接對物體做功Gh。

三、機械效率

1.有用功:定義:對人們有用的功。

公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總

斜面:W有用=Gh

2.額外功:定義:並非我們需要但又不得不做的功。

公式:W額=W總-W有用=G動h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組)

斜面:W額=fL

3.總功:定義:有用功加額外功或動力所做的功

公式:W總=W有用+W額=FS= W有用/η

斜面:W總= fL+Gh=FL

4.機械效率:①定義:有用功跟總功的比值。

②公式:

斜 面:

定滑輪:

動滑輪:

滑輪組:

③有用功總小於總功,所以機械效率總小於1。通常用百分數表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功佔總功的60%。

④提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。

5.機械效率的測量:

①原理:

②應測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的`距離S。

③器材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。

④步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。

⑤結論:影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:

A、動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。

B、提升重物越重,做的有用功相對就多。

C、摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。

繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。

四、功率

1.定義:單位時間裡完成的功。

2.物理意義:表示做功快慢的物理量。

3.公式:

4.單位:主單位W;常用單位kW mW 馬力。

換算:1kW=103W 1mW=106 W 1馬力=735W。

某小轎車功率66kW,它表示:小轎車1s內做功66000J。

5.機械效率和功率的區別:

功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時間內完成的功;機械效率表示機械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。

五、機械能

(一)動能和勢能

1.能量:一個物體能夠做功,我們就說這個物體具有能。

理解:①能量表示物體做功本領大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來衡量。

②一個物體“能夠做功”並不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功。也不一定要做功。

2.知識結構:

3.探究決定動能大小的因素:

①猜想:動能大小與物體質量和速度有關。

實驗研究:研究物件:小鋼球 方法:控制變數。

·如何判斷動能大小:看小鋼球能推動木塊做功的多少。

·如何控制速度不變:使鋼球從同一高度滾下,則到達斜面底端時速度大小相同。

·如何改變鋼球速度:使鋼球從不同高度滾下。

③分析歸納:保持鋼球質量不變時結論:運動物體質量相同時;速度越大動能越大。

保持鋼球速度不變時結論:運動物體速度相同時;質量越大動能越大;

④得出結論:物體動能與質量和速度有關;速度越大動能越大,質量越大動能也越大。

? 2.動能和重力勢能間的轉化規律:

①質量一定的物體,如果加速下降,則動能增大,重力勢能減小,重力勢能轉化為動能。

②質量一定的物體,如果減速上升,則動能減小,重力勢能增大,動能轉化為重力勢能。

3.動能與彈性勢能間的轉化規律:

①如果一個物體的動能減小,而另一個物體的彈性勢能增大,則動能轉化為彈性勢能。

②如果一個物體的動能增大,而另一個物體的彈性勢能減小,則彈性勢能轉化為動能。

4.動能與勢能轉化問題的分析:

⑴首先分析決定動能大小的因素,決定重力勢能(或彈性勢能)大小的因素──看動能和重力勢能(或彈性勢能)如何變化。

⑵還要注意動能和勢能相互轉化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即:沒有其他形式能量補充或沒有能量損失),則動能勢能轉化過程中機械能不變。

⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失──機械能守恆;“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機械能不守恆。

(三)水能和風能的利用

1.知識結構:

2.水電站的工作原理:利用高處的水落下時把重力勢能轉化為動能,水的一部分動能轉移到水輪機,利用水輪機帶動發電機把機械能轉化為電能。

練習:☆水電站修築攔河大壩的目的是什麼?大壩為什麼要設計成上窄下寬?

答:水電站修築攔河大壩是為了提高水位,增大水的重力勢能,水下落時能轉化為更多的動能,透過發電機就能轉化為更多的電能。